羅晗、許恒聯合團隊揭示甲狀腺未分化癌的“前世今生”

　　甲狀腺癌是一種最為常見的內分泌惡性腫瘤。甲狀腺未分化癌（anaplastic thyroid cancer，ATC）雖然只占全部甲狀腺癌的2-3%，但其分化水平最低，惡性程度極高，患者的中位生存時間僅有5-8個月，多數患者確診時已經失去了手術機會。在臨床上，ATC是起源于正常的濾泡上皮細胞還是惡性程度較低的甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid cancer, PTC）一直存在爭議。

　　近日，四川大學華西醫院甲狀腺外科羅晗副教授與生物治療國家重點實驗室許恒研究員合作在Science Advances上發表了一篇題為Characterizing dedifferentiation of thyroid cancer by integrated analysis的研究性文章，通過整合單細胞轉錄組數據，DNA外顯子信息和公共數據庫信息（ENCODE、TCGA等）研究ATC的起源問題，提示ATC可能是由特殊的PTC細胞亞群進化而來。特別是轉錄因子CREB3L1可通過激活EMT和MTORC1等信號通路促進PTC去分化成為ATC。

　　首先，作者首次繪制了甲狀腺癌亞型PTC和ATC的單細胞轉錄圖譜，其中包含多個腫細胞亞群，表明其存在腫瘤異質性。對腫瘤微環境分析發現，ATC比PTC有更多的FAP陽性成纖維細胞和M2型巨噬細胞，導致ATC有更強的免疫抑制作用。功能缺失的淋巴細胞只存在于PTC和ATC組織中，而調節性T細胞和抑制性髓樣細胞只在ATC中存在，表明更強的免疫抑制狀態可能與ATC有更惡性的臨床特征相關。此外，ATC可通過重要通路的配受體直接相互作用導致了腫瘤細胞對免疫細胞的抑制。

　　作者納入甲狀腺細胞進行擬時序分析，發現濾泡上皮細胞可通過不同的路徑分別進展為PTC和ATC腫瘤細胞。作者發現，ATC組織來源的PTC細胞位于ATC的進化軌跡上，表明ATC可能是由少部分PTC細胞進展而來。對ATC進化過程中表達量逐漸升高的基因集做富集分析后發現，腫瘤去分化和轉移相關的信號通路（如EMT和MTORC1通路）被特異激活。

　　同時，作者利用全外顯子組測序對腫瘤細胞的拷貝數變異（copy number alteration, CNA）進行分析，發現ATC細胞有更高的CNA負荷，且3個ATC樣本均在11號染色體的41.1M-47.9M的區域內檢測到大片段的拷貝數擴增。單細胞轉錄組數據顯示，該區域內的基因在ATC細胞中特異高表達，并在ATC的進化軌跡上表達量逐漸富集，提示CNA的累積可能是ATC腫瘤進化的必要條件。

　　為了進一步明確ATC進化的分子機制，作者結合SCENIC分析，發現位于11號染色體大片段擴增區域的轉錄因子CREB3L1在ATC中特異激活。染色質免疫共沉淀數據表明，CREB3L1與靶向基因的結合位點主要集中在基因啟動子區域，其靶向基因包括了EMT和MTORC1信號通路中重要的分子，這些分子也在ATC中出現了富集，表明轉錄因子CREB3L1可能參與和驅動了ATC的去分化過程。

　　另外，CREB3L1在短期內復發的PTC患者中存在顯著上調，這個記錄得到了公共數據庫TCGA的證實。在TCGA收錄的PTC患者中，CREB3L1高表達的腫瘤也出現了EMT和MTORC1信號的富集，特別是這些PTC患者有顯著更差的生存率。這些證據均提示CREB3L1可作為預測PTC復發風險的標記物。

　　綜上，該研究通過整合分析探究了甲狀腺癌的去分化過程和關鍵驅動因素。為甲狀腺癌去分化的精準診斷、分層和進一步有效治療提供了理論依據和潛在生物標記物，有利于提升患者的生存質量并降低患者疾病相關死亡率。